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新能源汽车高性能动力电池研发与应用
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  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    U469.7, TM912
  • 关键词:
  • 成果简介:
    动力电池作为电动汽车的能源存储与供应装备,直接关系到电动汽车续驶里程、充电速度、购置与运行成本、运行安全与效率,是影响电动汽车产业发展和推广应用的最关键装备。自主研发高性能动力电池及其应用技术是发展新能源汽车的重大需求,对推动中国新能源汽车技术进步和产业发展具有重大意义。项目在国家“863”计划、国家科技支撑计划等7项课题支持下,在低温磷酸铁锂动力电池、高能量密度三元锂离子动力电池和大容量高功率镍氢动力电容电池研发、电池成组与管理技术、电动汽车充电运营模式等核心技术方面取得重大突破和实质性创新,总体技术水平达到国际先进水平,项目产品市场需求度高,具有国际市场竞争优势,关键技术具有自主知识产权,授权国家发明专利21项,获软件著作权5项,制定企业标准7项。主要创新和技术指标如下:1)采用纳米化磷酸铁锂正极材料、复合石墨负极材料、功能性电解液、优化电极工艺和电池结构设计,研发出低温磷酸铁锂动力电池,-40℃时的放电容量达到常温容量的90%,低温性能明显优于国内外同类产品,整体性能达到国际先进水平。2)采用多重颗粒分布设计、表面包覆处理等技术研发出高比容量正极材料,通过采用催化、纳米多孔和化学改性等分体优化造粒技术对石墨进行表面改性处理提高材料比容量到355.4mAh/g,研发了高能量密度三元材料锂离子动力电池。3)提出了金属氢化物-镍电池增碳负极及提升功率的方法、碱性赝电容异质电极及匹配方法、碱性电池负极中条形码式电容极片内置方法,通过向镍氢动力电池正负极中添加电容性材料和降低电解液、集流体、导流体电阻的方法有效提高了电池功率性能,研发出200Ah大容量高功率镍氢动力电容电池,充放电电流均达到2000A以上。4)为了解决电池模块绝缘、防爆、防火、防水、防尘、防胀、电池热管理和能量管理等技术问题,重点开展了电池组热管理技术研究,有效解决了高温天气快充时的散热问题;提出了镍氢动力电容电池气压管理方法,实现了大电流串联气压均衡管理充电;提出了动力电池组能量同步均衡方法和基于DC/DC变换的拓扑结构的能量转移型主动均衡方法,有效提高了动力电池系统的寿命和安全性。5)开发了一种负载隔离式电电混合集成动力系统和负载隔离式油电混合动力系统,提出了纯电动公交车“慢充快补”的充电运行模式,解决了纯电动公交车因续驶里程不足和充电时间长带来的车辆停驶率高的问题,在中国率先研发了镍氢动力电容电池公交车并实现了公交车全天连续运行,彻底解决了纯电动公交车因续驶里程不足导致的运营期间停驶问题。项目建成了5亿安时/年的锂离子动力电池和1亿安时/年的镍氢动力电容电池规模化生产能力,培养了42名博士、硕士研究生。成果在国内外推广应用,为乘用车配套2900余台/套、电动大巴配套1570余台套,并开始为国内外纯电动轻轨配套,近三年新增销售额95320万元,实现利润5051万元,经济效益重大。该项目解决了新能源汽车行业的重点、难点和关键问题,实现技术跨越式发展,显著促进行业科技进步。
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